Vorausschauende Wartung für Heiz- und Kühlanlagen: Wie digitale Wasserüberwachung die Wartung verändert

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Von der reaktiven Störungsbeseitigung zur zustandsorientierten Instandhaltung: Digitale Mess- und Überwachungssysteme schaffen neue Möglichkeiten, den Zustand von Heiz- und Kühlanlagen kontinuierlich zu beurteilen. Auch Parameter der Wasserqualität und der Nachspeisung können dabei wichtige Hinweise auf Veränderungen im Anlagenbetrieb liefern.

Wasserqualität als Indikator für den Anlagenzustand

Heizungs- und Kühlkreisläufe sind dynamische Systeme. Ihre Betriebsbedingungen können sich im Laufe der Zeit verändern – etwa durch Korrosionsprozesse, Ablagerungen, Eintrag von Sauerstoff, Wasserverluste oder Veränderungen bei der Nachspeisung.
Bei einer klassischen Wartung werden relevante Parameter meist zu definierten Zeitpunkten überprüft. Dazu gehören beispielsweise pH-Wert, Leitfähigkeit und Härte des Anlagenwassers. Die Messung liefert eine Momentaufnahme und ermöglicht die Bewertung des aktuellen Zustands. Veränderungen zwischen zwei Wartungsterminen bleiben dagegen zunächst unsichtbar.
Eine kontinuierliche digitale Überwachung setzt an einem anderen Punkt an: Nicht nur der absolute Messwert, sondern auch dessen Entwicklung über die Zeit wird relevant.

Vom Messwert zur Zustandsinformation

Für eine zustandsorientierte Wartung müssen zunächst geeignete Daten verfügbar sein. Dabei geht es nicht zwingend darum, möglichst viele Parameter zu erfassen. Entscheidend ist die Kombination aus technisch relevanten Messwerten und Betriebsinformationen.
Bei der Wasserqualität können beispielsweise folgende Parameter betrachtet werden:

• pH-Wert
• elektrische Leitfähigkeit
• Härte beziehungsweise Entsalzungsgrad
• Nachspeisemenge und Nachspeisehäufigkeit
• Druckverlauf
• Betriebs- und Störmeldungen
• Veränderungen gegenüber definierten Referenzwerten

Ein einzelner Messwert lässt dabei nur begrenzte Rückschlüsse zu. Erst die zeitliche Entwicklung kann einen Hinweis darauf geben, ob sich ein Anlagenzustand verändert.
Ein steigender Bedarf an Ergänzungswasser kann beispielsweise Anlass für eine Überprüfung sein. Gleiches gilt für wiederkehrende Druckabfälle oder Veränderungen bei relevanten Wasserparametern.

Digitale Messung schafft die Datengrundlage

Ein Beispiel für die Digitalisierung der manuellen Wasseranalyse ist der WaterBoy von UWS Technologie. Das Messgerät erfasst pH-Wert und Leitfähigkeit und führt den Anwender über eine App durch den Kalibrier- und Messprozess. Die Ergebnisse können digital dokumentiert und im UWS Cloudportal verwaltet werden.

Bild: UWS Technologie GmbH

Die UWS WaterBoy-App erfasst die Daten und sendet diese automatisch in das Cloudportal

Für die Instandhaltung entsteht dadurch ein wichtiger Vorteil: Messwerte müssen nicht mehr ausschließlich in Papierprotokollen oder lokalen Dateien abgelegt werden. Mehrere Messungen können strukturiert erfasst und im zeitlichen Verlauf betrachtet werden.
Damit wird aus der Einzelmessung ein Bestandteil einer digitalen Anlagenhistorie.

Kontinuierliches Monitoring geht einen Schritt weiter

Eine regelmäßige Messung ist allerdings nicht mit einer kontinuierlichen Überwachung gleichzusetzen. Für bestimmte Anwendungen kann es sinnvoll sein, Betriebsdaten automatisch und fortlaufend zu erfassen.
Das stationäre Aufbereitungssystem Racun von UWS Technologie ist hierfür ein Beispiel aus der Überwachung von Heiz- und Kühlkreisläufen. Das System erfasst relevante Betriebsdaten und stellt sie für die digitale Überwachung bereit.
Der Unterschied zur manuellen Kontrolle liegt vor allem in der zeitlichen Auflösung. Während eine manuelle Messung den Zustand zum Zeitpunkt der Messung beschreibt, können kontinuierlich erfasste Daten Betriebsverläufe und Abweichungen sichtbar machen.

Bild: UWS Technologie GmbH

Kontinuierliches Monitoring der Daten

Das ist insbesondere bei größeren und sensiblen Anlagen interessant, bei denen eine Veränderung des Betriebszustands möglichst früh erkannt werden soll.

Auch die Nachspeisung liefert Informationen

Ein häufig unterschätzter Datenpunkt ist die Nachspeisung.
Wasserverluste können unterschiedliche Ursachen haben. Eine einmalige Nachspeisung ist nicht automatisch problematisch. Verändert sich die Häufigkeit oder Menge der Nachspeisung jedoch dauerhaft, kann dies auf eine Veränderung im System hinweisen und eine Überprüfung erforderlich machen.
Die Heaty Complete PROfessional verbindet die automatische Nachspeisung mit digitaler Zustandsüberwachung. Betriebsdaten und relevante Ereignisse können an das UWS Cloudportal übertragen werden. Ebenso agiert die Nachspeiseanlage der Racuns.
Damit wird die Nachspeisung nicht nur als technische Funktion betrachtet, sondern auch als Betriebsparameter, dessen zeitliche Entwicklung für die Anlagenbewertung relevant sein kann.

Das Zusammenspiel verschiedener Datenquellen

Für vorausschauende Wartung oder Predictive Maintenance ist die isolierte Betrachtung einzelner Messwerte nur bedingt aussagekräftig. Interessanter wird die Datenanalyse, wenn unterschiedliche Informationen miteinander in Beziehung gesetzt werden.

Beispiel:
Erhöhte Nachspeisemenge + häufigere Druckabfälle + veränderte Wasserparameter

Die Kombination kann einen deutlich stärkeren Hinweis auf eine Anlagenveränderung liefern als einer dieser Parameter allein.
Genau hier liegt eine zentrale Aufgabe cloudbasierter Systeme: Daten aus unterschiedlichen Quellen zusammenzuführen und für den Anwender übersichtlich verfügbar zu machen.
Das UWS Cloudportal kann dabei als zentrale Plattform für Daten aus unterschiedlichen UWS-Lösungen dienen. So lassen sich beispielsweise manuelle Messungen des WaterBoy mit Betriebsinformationen aus Heaty Complete PROfessional und kontinuierlich erfassten Daten aus Racun zusammenführen.

Bild: UWS Technologie GmbH

Zentrale Dokumentation: alles an einem Ort

Predictive Maintenance bedeutet nicht „Störung vorhersagen“

Der Begriff Predictive Maintenance wird häufig missverstanden. Eine vorausschauende Wartung bedeutet nicht, dass eine Anlage jederzeit exakt prognostizieren kann, wann ein Bauteil ausfallen wird.
Vielmehr geht es darum, Abweichungen vom erwarteten Betriebsverhalten frühzeitig zu erkennen.
Dazu können Grenzwerte, historische Daten oder Trends herangezogen werden. Steigt beispielsweise die Nachspeisefrequenz über einen längeren Zeitraum an, kann daraus ein Prüfbedarf entstehen. Entscheidend ist dann die fachliche Bewertung: Handelt es sich um eine normale Betriebsveränderung oder um einen Hinweis auf eine Undichtigkeit beziehungsweise einen anderen technischen Fehler?
Die digitale Überwachung ersetzt somit nicht die Fachkenntnis des Servicetechnikers. Sie liefert ihm zusätzliche Informationen für eine gezieltere Diagnose.

Von der Störungsmeldung zum geplanten Serviceeinsatz

Die größte praktische Veränderung liegt deshalb möglicherweise weniger in der Technik selbst als im Serviceprozess.
Beim klassischen Vorgehen beginnt die Fehlersuche häufig erst nach einer Störungsmeldung. Bei einer digitalen, zustandsorientierten Überwachung kann bereits im Vorfeld eine Anomalie erkannt und bewertet werden.

Aus Störung → Anfahrt → Diagnose kann damit Datenabweichung → Fernanalyse → gezielte Einsatzplanung werden.

Der Servicetechniker kann sich bereits vor der Anfahrt mit den verfügbaren Anlagendaten beschäftigen und beispielsweise benötigte Ersatz- oder Verbrauchsmaterialien einplanen. Gleichzeitig lässt sich die Priorität eines Einsatzes besser beurteilen.

Besonders relevant für komplexe Anlagen

Je größer und komplexer eine Anlage ist, desto interessanter wird eine kontinuierliche Zustandsüberwachung. Das gilt beispielsweise für größere Heizungsanlagen, gewerbliche Gebäude, Krankenhäuser, Industrieanlagen oder Rechenzentren.
Hier können ungeplante Anlagenstillstände erhebliche Auswirkungen haben. Eine kontinuierliche Überwachung von Betriebs- und Wasserparametern kann deshalb einen zusätzlichen Baustein für die Betriebssicherheit darstellen.
Auch für Betreiber mit vielen dezentralen Anlagen bietet die Fernüberwachung Vorteile: Statt jede Anlage ausschließlich vor Ort zu kontrollieren, kann zunächst zentral geprüft werden, ob und wo ein Handlungsbedarf besteht.

Fazit

Predictive Maintenance beginnt mit einer belastbaren Datenbasis. Je kontinuierlicher relevante Betriebs- und Wasserparameter erfasst werden, desto besser lassen sich Veränderungen im Anlagenverhalten erkennen.
Digitale Lösungen wie WaterBoy, Heaty Complete PROfessional und Racun zeigen unterschiedliche Bausteine dieses Ansatzes: von der digitalen Einzelmessung über die Überwachung der Nachspeisung bis zur kontinuierlichen Erfassung von Betriebsdaten.
Der entscheidende Schritt besteht darin, diese Informationen nicht isoliert zu betrachten, sondern als Teil einer digitalen Anlagenhistorie zu nutzen. So kann aus der klassischen Wartung zunehmend eine zustandsorientierte und vorausschauende Instandhaltung werden.

www.uws-technologie.de